[发明专利]用于间接电解硫化氢的高效吸收液

说明书

本发明涉及一种吸收液，具体涉及一种用于间接电解硫化氢的高效吸收液。包括以下组分：Fe₂(SO₄)₃、FeSO₄、H₂SO₄、杂多酸和水。杂多酸为磷钨酸、磷钼酸或硅钨酸中的一种或多种。杂多酸优选为磷钨酸和磷钼酸的混合物。Fe³⁺的浓度为0.4‑0.8mol/L、Fe²⁺的浓度为0.1‑0.4mol/L、H⁺的浓度为1‑10mol/L、杂多酸的浓度为1×10^‑4‑5×10^‑4mol/L。本发明吸收液具有高硫化氢脱除率，各组分化学性质稳定，硫化氢被吸收的速度快、吸收率高，且不会影响设备后期的运行。本发明用于氧化吸收过程，高效吸收液的开发是硫化氢间接电解工艺实现工业化的关键因素之一。

技术领域

本发明涉及一种吸收液，具体涉及一种用于间接电解硫化氢的高效吸收液。

背景技术

硫化氢是一种具有臭鸡蛋味的有毒有害酸性气，其存在不仅会严重危害人体健康，还会对工业生产过程产生不良影响，如引起催化剂中毒，油、气输送管道和设备的腐蚀并污染大气环境等。但硫化氢同时也是一种重要的产硫和产氢资源。因此，如何处理硫化氢废气并加以利用是变废为宝的重大举措。目前，国内处理硫化氢的工艺多采用克劳斯法，该法首先用弱碱性的有机胺对酸性气中的硫化氢进行吸收脱除，并通过汽提再生有机胺以获得较高浓度的硫化氢，然后将一部分硫化氢氧化为二氧化硫，再将二氧化硫与硫化氢反应生成水和硫磺。此工艺虽然回收了硫化氢中的硫，但氢元素却未能得到有效利用。因此，需要开发硫元素和氢元素都能得到利用的新技术，以达到对硫化氢资源的有效利用。

现有的硫化氢分解制氢气和硫磺工艺主要有热化学法(直接热分解法和催化热分解法)、光催化法和电化学法三种，其中电化学法又分为直接电解法和间接电解法。直接电解法耗能较少，可以生成易分离的结晶状硫磺，但硫磺会大量沉积在电极表面，引起阳极的钝化，使电极寿命大为降低。为了避免此问题，日本学者于八十年代提出了用可溶性铁盐作强酸性脱硫剂为代表的硫化氢脱硫制氢工艺，此方法被称为间接电解法，即在酸性条件下，利用氧化还原剂将硫化氢吸收并氧化为硫磺，分离出硫磺后再将吸收液送入电解槽的阳极电解再生，加以循环利用，同时，H⁺由电解槽的阳极透过离子交换膜进入阴极，在阴极电解产生氢气(如日本专利Recovering method for hydrogen,专利号:JPS56146883(A)的报道)。国内的中国石油大学于20世纪八十年代末开展了对此工艺的研究，俞英等在专利(从硫化氢气中同时回收硫磺和制取氢气的方法，申请号:2006100580638)中报道：将氧化还原和电解再生相结合的双反应系统应用于间接电解硫化氢的过程中，使整个工艺过程实现了连续化操作。该技术目前在如何提高吸收液吸收效率方面有大量工作要做，专利(具有高硫化氢脱除率的吸收液，申请号201510338106.7)中提到，在含Fe³⁺/Fe²⁺的吸收液中加入Zn²⁺、Cu²⁺或Ca²⁺等离子，可以提高吸收效率，但Zn²⁺、Cu²⁺或Ca²⁺的加入量太大，是Fe³⁺浓度的5％-15％，这会增加设备后期对吸收液的过滤负荷。因此，该吸收液有待进一步改进。

有文献(鲍晓军等.杂多酸化学吸收从天然气中脱除回收硫磺的研究,化工冶金.1996,17:144-150.)报道，利用杂多酸吸收天然气中的硫化氢是非常有效的方法，且吸收剂可以再生使用，不产生二次污染。此外，专利(CN 104511236A)公开了一种利用含有三价铁盐和杂多酸的酸性水溶液将硫化氢氧化成单质硫的方法，其溶液pH范围在0-6，反应后的溶液通入空气再生。以上两种方法虽然可以处理含硫化氢的气体，但不适用于间接电解硫化氢技术。

发明内容